JPS6032975B2 - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
- Publication number
- JPS6032975B2 JPS6032975B2 JP3928477A JP3928477A JPS6032975B2 JP S6032975 B2 JPS6032975 B2 JP S6032975B2 JP 3928477 A JP3928477 A JP 3928477A JP 3928477 A JP3928477 A JP 3928477A JP S6032975 B2 JPS6032975 B2 JP S6032975B2
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- Japan
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- brazing
- semiconductor
- semiconductor element
- weight percent
- semiconductor device
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は亜鉛、アルミニウム、ゲルマニウム系ろう材を
用いた半導体装置に関する。
用いた半導体装置に関する。
従来、シリコンやゲルマニウムや磁化カリウ等の半導体
材料で構成されている半導体素子をリードフレームや、
半導体装置用容器の素子支持部にろう付け固定するには
、金又は金シリコン共晶合金や金ゲルマニウム共晶合金
等が用いられていた。
材料で構成されている半導体素子をリードフレームや、
半導体装置用容器の素子支持部にろう付け固定するには
、金又は金シリコン共晶合金や金ゲルマニウム共晶合金
等が用いられていた。
しかしながらかかる金系の合金ろう村は、素材自体が高
価である為に半導体装置が高価格となってしまうことと
なっていた。
価である為に半導体装置が高価格となってしまうことと
なっていた。
更に通常、このようなるう材を用いるリードフレームや
半導体装置用容器には、表面処理として金メッキや銀〆
ッキあるいは金ペースト等の貴金属表面処理を施こさな
ければ、半導体素子をろう付け固定できない状態で、半
導体装置がどうしても、高価格にならざるを得なかった
。本発明は、半導体素子の電気的特性に影響を与えずか
つ低温で抵抗接触する半導体素子用ろう材を用いた半導
体装置を提供するものである。
半導体装置用容器には、表面処理として金メッキや銀〆
ッキあるいは金ペースト等の貴金属表面処理を施こさな
ければ、半導体素子をろう付け固定できない状態で、半
導体装置がどうしても、高価格にならざるを得なかった
。本発明は、半導体素子の電気的特性に影響を与えずか
つ低温で抵抗接触する半導体素子用ろう材を用いた半導
体装置を提供するものである。
本発明は半導体素子をリードフレームや容器等の素子萩
暦部材上にろう接しているろう材が、６０〜９０重量パ
ーセントの亜鉛、５〜２０重量パ」セントのゲルマニウ
ムと５〜２５重量バ−セントのアルミニウムと４重量パ
ーセント以下の前記半導体素子を構成する素材とを含み
、これら亜鉛、ゲルマニウム、アルミニウム、半導体素
子構成材の合計９母重量％以上であり、必要に応じ半導
体素子との濡れ特性を改善するビスマス、カリウム、イ
ンジウム、ニッケル、アンチモン、チタン、マグネシウ
ム、クロム、銀のうち少くとも一種を合計２重量％以下
含有していることを特徴とする半導体装置である。本発
明によれば、ろう材はすべて、安価な金属から構成され
ており、ろう材そのものが安価であり、更にリードフレ
ームを構成する鉄、ニッケル合金や鉄、ニッケル、コバ
ルト合金や、半導体装置用容器を構成するセラミックに
直接濡れる特性を有する為、リードフレームや、半導体
装置用容器に金や金ペースト等の表面処理を施す必要が
なく、極めて安価な、半導体装置が得られる。
暦部材上にろう接しているろう材が、６０〜９０重量パ
ーセントの亜鉛、５〜２０重量パ」セントのゲルマニウ
ムと５〜２５重量バ−セントのアルミニウムと４重量パ
ーセント以下の前記半導体素子を構成する素材とを含み
、これら亜鉛、ゲルマニウム、アルミニウム、半導体素
子構成材の合計９母重量％以上であり、必要に応じ半導
体素子との濡れ特性を改善するビスマス、カリウム、イ
ンジウム、ニッケル、アンチモン、チタン、マグネシウ
ム、クロム、銀のうち少くとも一種を合計２重量％以下
含有していることを特徴とする半導体装置である。本発
明によれば、ろう材はすべて、安価な金属から構成され
ており、ろう材そのものが安価であり、更にリードフレ
ームを構成する鉄、ニッケル合金や鉄、ニッケル、コバ
ルト合金や、半導体装置用容器を構成するセラミックに
直接濡れる特性を有する為、リードフレームや、半導体
装置用容器に金や金ペースト等の表面処理を施す必要が
なく、極めて安価な、半導体装置が得られる。
又、金シリコン共晶合金に比し、本願発明の亜鉛、ゲル
マニウム、アルミニウム系合金ろう村は、半導体素子に
対するショットキー障壁が若干高いが、半導体素子との
抵抗接触が障害を受けるものではない。更に本願の半導
体装置は、ろう接の際フラックスを要しないで、半導体
素子のろう付けがなされ、フラックスによる半導体素子
の損害がないことも特徴で、ろう付け温度も５００ｑｏ
以下と低く、不純物拡散の施された半導体素子の特性を
損うことはない。
マニウム、アルミニウム系合金ろう村は、半導体素子に
対するショットキー障壁が若干高いが、半導体素子との
抵抗接触が障害を受けるものではない。更に本願の半導
体装置は、ろう接の際フラックスを要しないで、半導体
素子のろう付けがなされ、フラックスによる半導体素子
の損害がないことも特徴で、ろう付け温度も５００ｑｏ
以下と低く、不純物拡散の施された半導体素子の特性を
損うことはない。
次に本発明の実施例をより詳細に説明する。
第１表は実施例１〜２２の概要を示すものである。尚、
実施例１７〜２２は本発明を逸脱する望ましくないもの
である。第１表 ※１ 数字は組成の重量パーセントを示す。
実施例１７〜２２は本発明を逸脱する望ましくないもの
である。第１表 ※１ 数字は組成の重量パーセントを示す。
※２ フラックスをし、空気中でろう接したものである
。※３ 上記は全て半導体素子を鉄・ニッケル・コバル
ト合金上ぼろう接したものである。
。※３ 上記は全て半導体素子を鉄・ニッケル・コバル
ト合金上ぼろう接したものである。
実施例１ ４２合金を素材としたりードフレームの半導
体素子ろう付部に３柳中、３助長、０．１側厚の６０重
量パーセント亜鉛、２０重量パーセントゲルマニウム、
２０重量パーセントアルミニウムからなるろう材を４０
０ｑｏで融着し、シリコンからなる半導体素子を、上託
ろう材上に、振動圧着してろう付けする。
体素子ろう付部に３柳中、３助長、０．１側厚の６０重
量パーセント亜鉛、２０重量パーセントゲルマニウム、
２０重量パーセントアルミニウムからなるろう材を４０
０ｑｏで融着し、シリコンからなる半導体素子を、上託
ろう材上に、振動圧着してろう付けする。
シリコン半導体素子は約５×１び８肌‐３のアンチモン
を不純物として含むＮ型シリコン基板に、約１×１枠弧
‐３のリンを含むＮ＋型シリコンェピタキシャル層を約
１．５仏形成し、このＮ＋ェピタキシャル層上に、真空
蒸着によるアルミニウム層を１．５仏形成したものであ
る。Ｎ型シリコン基板側でろう付けして、半導体装置を
絹立てる。ろう付の際に、シリコン基板側から、約２重
量パーセントのシリコンの溶出があった。このようにし
て得られた半導体装置は、半導体素子とろう材との間に
ショットキーダィオード特性を示すもので、金シリコン
共晶合金でるう付けした場合の約２倍のショットキーバ
リアとなっていた。しかしながら半導体装置として必ず
しも影響が大きいものではなく、ほぼ抵抗接触とみなす
ことができる。同様の結果が実施例２〜４および実施例
８についても得られた。又、実施例５〜７から、半導体
素子構成成分がＧａＡｓｘＰ，一×混晶に対しても本発
明を適用したが、接触抵抗、ヌレ性、ろう嬢温度の点で
十分効果のあることが判明した。
を不純物として含むＮ型シリコン基板に、約１×１枠弧
‐３のリンを含むＮ＋型シリコンェピタキシャル層を約
１．５仏形成し、このＮ＋ェピタキシャル層上に、真空
蒸着によるアルミニウム層を１．５仏形成したものであ
る。Ｎ型シリコン基板側でろう付けして、半導体装置を
絹立てる。ろう付の際に、シリコン基板側から、約２重
量パーセントのシリコンの溶出があった。このようにし
て得られた半導体装置は、半導体素子とろう材との間に
ショットキーダィオード特性を示すもので、金シリコン
共晶合金でるう付けした場合の約２倍のショットキーバ
リアとなっていた。しかしながら半導体装置として必ず
しも影響が大きいものではなく、ほぼ抵抗接触とみなす
ことができる。同様の結果が実施例２〜４および実施例
８についても得られた。又、実施例５〜７から、半導体
素子構成成分がＧａＡｓｘＰ，一×混晶に対しても本発
明を適用したが、接触抵抗、ヌレ性、ろう嬢温度の点で
十分効果のあることが判明した。
実施例９〜１５では、半導体素子とろう村との濡れ性を
改善するためにビスマス、インジウム、ニッケル、アン
チモン、チタン、マグネシウム、クロムをろう材に含有
したものであるが、ろう材のヌレ性は良好で、ろう接温
度も低く、接触抵抗も十分低いことが判明した。
改善するためにビスマス、インジウム、ニッケル、アン
チモン、チタン、マグネシウム、クロムをろう材に含有
したものであるが、ろう材のヌレ性は良好で、ろう接温
度も低く、接触抵抗も十分低いことが判明した。
これら実施例に使用のろう材はフラックス等の半田付け
性改良剤を使用しないで、極めて濡れ性が改善されるの
で、半導体素子のろう薮にフラックスを必要とせず、こ
のためフラックス使用に基づく素子の汚損を避けること
ができる。しかしながら、これらの添加成分は２重量パ
ーセントを越えると、濡れ性改善作用が強すぎ、添加成
分がろう付中に酸化してしまし、、ろう付け密着性を悪
くする。実施例１６では、半導体素子ろう付け温度が、
５００℃と、極めて高くなり、半導体素子の破壊しない
最高温度に近い状態となるが、一応半導体装置として使
用可能である。
性改良剤を使用しないで、極めて濡れ性が改善されるの
で、半導体素子のろう薮にフラックスを必要とせず、こ
のためフラックス使用に基づく素子の汚損を避けること
ができる。しかしながら、これらの添加成分は２重量パ
ーセントを越えると、濡れ性改善作用が強すぎ、添加成
分がろう付中に酸化してしまし、、ろう付け密着性を悪
くする。実施例１６では、半導体素子ろう付け温度が、
５００℃と、極めて高くなり、半導体素子の破壊しない
最高温度に近い状態となるが、一応半導体装置として使
用可能である。
実施例１７，１８，２０，２１，２２では、いずれもろ
う付け温度が高く、前記半導体素子の破壊しないろう付
け温度の５００ｑｏをはるかに越えてしまう。
う付け温度が高く、前記半導体素子の破壊しないろう付
け温度の５００ｑｏをはるかに越えてしまう。
又実施例１９は、ろう付け温度が４９０こ０と比較的高
いが、一応、半導体素子の特性を破壊することなく、ろ
う付けが可能であるが、ろう付け後の半導体素子とろう
材間のオーミツクコタクトが充分とれず、金シリコン共
晶ろう材でろう付けした場合の５０倍〜１００倍のショ
ットキーバリアが存在する。このため半導体素子に対す
る抵抗性接触が得られず、半導体装置としては不適であ
る。以上、本発明の実施例について説明したが、本発明
は半導体素子が５００ｑ０以下でるう付け可能で、半導
体素子の電気的特性を損うことがなく、且つ、リーク電
流の増大や半導体装置の特性に重大な害を及ぼさないろ
う村を提供し、そのろう材の組成の範囲は６０〜９の重
量パーセントの亜鉛と、５〜２の重量パーセントのゲル
マニウムと、５〜２５重量パーセントのアルミニウムが
主構成成分となっている。
いが、一応、半導体素子の特性を破壊することなく、ろ
う付けが可能であるが、ろう付け後の半導体素子とろう
材間のオーミツクコタクトが充分とれず、金シリコン共
晶ろう材でろう付けした場合の５０倍〜１００倍のショ
ットキーバリアが存在する。このため半導体素子に対す
る抵抗性接触が得られず、半導体装置としては不適であ
る。以上、本発明の実施例について説明したが、本発明
は半導体素子が５００ｑ０以下でるう付け可能で、半導
体素子の電気的特性を損うことがなく、且つ、リーク電
流の増大や半導体装置の特性に重大な害を及ぼさないろ
う村を提供し、そのろう材の組成の範囲は６０〜９の重
量パーセントの亜鉛と、５〜２の重量パーセントのゲル
マニウムと、５〜２５重量パーセントのアルミニウムが
主構成成分となっている。
Claims (1)
- １ 半導体素子と該半導体素子を載置する素子載置部材
と前記半導体素子と前記素子載置部材とを、ろう付けす
るろう材とを含み、該ろう材が４重量パーセント以下の
前記半導体素子を構成する半導体と、６０〜９０重量パ
ーセントの亜鉛と、５〜２０重量パーセントのゲルマニ
ウムと、５〜２５重量パーセントのアルミニウムとを含
有し、これらの前記ろう材の構成材の合計が９８重量パ
ーセント以上であることを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3928477A JPS6032975B2 (ja) | 1977-04-05 | 1977-04-05 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3928477A JPS6032975B2 (ja) | 1977-04-05 | 1977-04-05 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS53124072A JPS53124072A (en) | 1978-10-30 |
| JPS6032975B2 true JPS6032975B2 (ja) | 1985-07-31 |
Family
ID=12548851
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3928477A Expired JPS6032975B2 (ja) | 1977-04-05 | 1977-04-05 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6032975B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2967666B2 (ja) * | 1992-12-08 | 1999-10-25 | 株式会社村田製作所 | チップ型電子部品 |
| JP2004514559A (ja) * | 2000-07-31 | 2004-05-20 | ハネウエル・インターナシヨナル・インコーポレーテツド | ぬれ性の改善された鉛非含有合金 |
| US20150151387A1 (en) * | 2013-12-04 | 2015-06-04 | Honeywell International Inc. | Zinc-based lead-free solder compositions |
-
1977
- 1977-04-05 JP JP3928477A patent/JPS6032975B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS53124072A (en) | 1978-10-30 |
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